2016 Fiscal Year Research-status Report

高分子と金属ナノ細線または粒子との複合によるメタマテリアルの創製

Research Project

Project/Area Number	16K05794
Research Institution	Nagoya Institute of Technology
Principal Investigator	岡本茂名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50262944)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords	ブロック共重合体 / 共連続ダブルネットワーク構造 / 秩序-秩序転移 / 共存
Outline of Annual Research Achievements	申請者はこれまで、ブロック共重合体(BCP)を用いた様々なモルホロジーを有するミクロドメイン構造の形成およびその秩序化過程の研究を行い、フォトニック結晶といった高秩序構造の創製に成功してきた。また、ナノ金属微粒子をBCPの一方のドメインに選択的に導入することにより、非線形光学材料の創製にも成功してきている。これらの高秩序構造の形成技術を総括し２次元、３次元のメタマテリアルを創成を目的として実験した。これまではポリスチレン、ポリイソプレン、ポリブタジエンといった疎水性のポリマーを用いたブロック共重合体を作成してきたが、（１）今年度はポリエチレンオキシドとヘキシルメタクリレートを成分として加え、金属微粒子との複合化技術の幅を広げることを目標とした。具体的にはポリイソプレン-b-ポリエチレンオキシド-b-ポリヘキシルメタクリレートを合成した。（２）さらに、機能向上を目指してホストとなる構造の制御技術も重要である。これには申請者が重合方法に精通したポリスチレン-b-ポリイソプレンブロック共重合体を用いて実験を行った。共連続ダブルネットワーク構造を形成する試料であるが、室温付近でダブルダイヤモンド構造、130C付近でダブルジャイロイド構造を形成することがわかった。さらに、ポリマー組成を制御することにより、これまで広い温度範囲で２つの構造の共存が見られていたが、共存させることなく２つの構造を作り分けることに成功した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 新たな成分を加えたブロック共重合体の合成技術の確立は目標の一つであるが、概ね予定通りに進んでいる。また、メタマテリアルとしての機能発現には構造の制御が大変重要であるが、これまで複数の構造が共存してしまっていたが、それらの構造を制御して作り分けることにも成功し、順調に計画は進んでいる。
Strategy for Future Research Activity	前年度に合成を確立したポリイソプレン-b-ポリエチレンオキシド-b-ポリヘキシルメタクリレートを用いて、金微粒子との複合化を行う予定である。また、その時に、微粒子を作製してから導入する方法と、ホストとなるブロック共重合体の中に金イオンのまま導入したのちに、ホストポリマー内部で還元する方法の２つを比較検討する。
Causes of Carryover	ブロック共重合体の構造の違いによる、光機能予測のための計算機を購入予定であった予算をH２９年度に移したため。現在使用しているブロック共重合体と金微粒子の計算に使用するソフトの仕様変更に伴い、計算機の必要能力を再検討する必要が出たため。
Expenditure Plan for Carryover Budget	計算ソフトを実装するのに必要な計算機能力を見極めたのち、予定どおり購入予定である。